Question

在一个标准大气压下，水在沸腾时，1 g的水由液态变成同温度的水蒸气，其体积由1.043 cm³变为1 676 cm³,已知水的汽化热为2 263.8 J/g.求：

（1）体积膨胀时气体对外界做的功W；

（2）气体吸收的热量Q；

（3）气体增加的内能ΔU.

Answer 1

解析：取1 g水为研究对象，大气视为外界，1 g 沸腾的水变成同温度的水蒸气需要吸收热量，同时由于体积膨胀，系统要对外做功，所以有ΔU＜Q_吸.

    （1）气体在等压下膨胀做功：

    W=p(V₂-V₁)=1.013×10⁵×(1 676-1.043)×10^-6 J=169.7 J.

    （2）气体吸热：Q=mL=1×2 263.8 J=2 263.8 J.

    （3）根据热力学第一定律：

    ΔU=Q+W=2 263.8 J+(-169.7)J=2 094.1 J

答案：（1）169.7 J  （2）2 263.8 J  （3）2 094.1 J